바이어스되지 않은 전력 지연 프로파일 계산용 방법 및장치 document_id A220623030874

무선 통신에서, 송신기와 수신기 간의 물리적인 채널은 무선 링크를 통하여 형성된다. 대부분의 경우에, 송신기의 안테나는 수신기를 향해 정밀하게 포커싱되지 않는다. 가능한 직접적인 경로 이외에, 송신기 및 수신기 간에 많은 다른 전파 경로가 종종 존재한다. 다른 전파 경로는 전형적으로 송신기 또는 수신기 부근의 물체로부터의 반사에 기인한다. 유사한 전파 거리를 갖는 광선이 순시적 위상 관계에 따라서, 수신기에서 결합되어, 상이한 다중-경로 성분을 형성한다. 광선의 결합의 영향은 캐리어 파장의 순시적 위상 관계 및 광선들 사이의 거리차에 따른다. 파괴적인 간섭의 경우에, 광선의 결합은 경로-이득 크기를 상당히 감소시킨다(즉, 페이딩). CDMA 수신기의 성능은 많은 다중-경로 성분에 의해 운반된 신호 에너지가 사용되는 경우, 개선된다. CDMA 수신기 성능의 희망하는 개선은 RAKE 수신기를 통하여 달성될 수 있다. RAKE 수신기에서, 다수의 다중-경로 성분 각각은 디스프레더(despreader)(즉, RAKE 핑거)를 할당받는다. 다수의 디스프레더 각각은 스프레딩 코드의 기준 카피(reference copy)를 할당받는다. 스프레딩-코드 기준 카피 각각은 대응하는 다중-경로 성분의 경로 지연과 동일한 양만큼 시간에서 지연된다. 그 후, 각각의 디스프레더의 출력은 RAKE 결합기를 통하여 코히어런트하게 결합되어 심벌 추정치를 생성한다. RAKE 수신기는 바람직하게는 모든 검출된 경로에 대한 채널-임펄스 값 및 다중-경로 지연의 정보를 사용한다. RAKE 결합기의 출력에서 최선의 가능한 신호-대-잡음비를 달성하기 위하여, 가능한 한 많은 물리적인 경로로부터 신호 에너지가 수집되어야 한다. 게다가, 가능한 한 많은 상이한 물리적인 경로를 추적하는 것(즉, 최대의 사용된 다이버시티)은 모든 경로의 동시적인 깊은 페이드의 확률(또는 가능성)이 감소되기 때문에, 신호-수신 로버스트니스를 상당히 개선시킨다. 모든 경로의 동시적인 깊은 페이드는 전형적으로 심각한 블록-에러-율(BLER) 저하를 초래하는 현상이다. 전파 채널 구조(즉, 개별적인 다중-경로 성분의 절대 및 상대 지연)은 통상적으로 시간에 걸쳐 일정하게 유지되지 않는다. 송신기, 수신기, 및 가까운 물체의 상대적인 이동으로 인하여, 기존 경로의 지연이 변화되고, 오래된 경로가 사라지며, 새로운 경로가 나타날 수 있다. 더구나, 송신기 및 수신기의 각 회로들 사이의 주파수 오프셋은 클록 드리프트(clock drift)를 초래한다. 클록 드리프트는 일반적으로 전체 지연 프로파일의 점진적인 시간-축 이동으로서 나타난다. RAKE 수신기의 적절한 동작을 보장하기 위하여, 모든 공지된 다중-경로 성분의 변화하는 지연이 추적되어야 하고, 새로운 경로가 나타난 이후에 상기 새로운 경로가 빨리 발견되어야 한다. 물리적인 채널 구조로 인하여, 대부분의 경우에, 가까운 물체의 상대적인 위치는 변화한다. 그러므로, 새로운 경로의 경로 길이는 통상적으로 기존 경로의 경로 길이와 상당히 상이하지는 않다. 채널의 매크로-구조(예를 들어, 신호 반사를 초래하는 건물의 그룹 또는 산)는 거의 변화하지 않는다. 그러므로, 종종, 새로운 경로의 지연은 기존의 공지된 경로의 지연과 상당히 유사하다. 그러므로, 새로운 경로의 지연은 기존 경로의 공지된 지연 부근의 지연 도메인에서 탐색함으로써 검출될 수 있다. 유럽 특허 출원 EP-A-1 065 801은 CDMA 수신기에서 적응형 경로 탐색기를 게시한다. 송신 채널의 실제 경로는 송신 채널 추정으로부터 도출된 간섭 경로 및 잡음의 평균의 함수로서 동적으로 결정되는 프로파일 에너지를 임계값과 비교함으로써 선택된다. 유럽 특허 출원 EP-A-1 276 248은 CDMA 수신기에서 탐색 윈도우 지연 추적 방법을 게시한다. 채널 임펄스 응답은 대응하는 경로 지연을 갖는 복수의 경로를 포함하는 수신된 신호에 대하여 추정된다. 탐색 윈도우는 수신된 신호의 복수의 경로를 포함하는 지연 프로파일을 규정한다. 평균 지연은 추정된 채널 임펄스 응답(CIR)에 대하여 계산되며, 에러는 평균 CIR 지연 및 CIR 탐색 윈도우의 희망하는 목표 지연 위치 사이에서 결정된다. 상기 에러를 감소시켜서 평균 CIR 지연 및 탐색 윈도우의 목표된 위치를 정렬시키기 위하여 조정이 행해진다. 도플러 주파수가 각 경로에 대해 추정된다. 조정은 송신기 및 수신기 사이의 상대적인 이동에 기인한 도플러 효과를 고려하여 행해진다. 도1은 전형적인 RAKE 수신기의 블록도이다. RAKE 수신기(100)는 지연 추정기 블록(102), 채널 추정기 블록(104), 및 RAKE 디스프레더/결합기 블록(016)을 포함한다. 수신된 데이터는 지연 추정기 블록(102)에 제공된다. 지연 추정기 블록(102)은 채널의 가능한 지연의 범위에 걸쳐 채널의 임펄스 응답을 평가(추정)한다. 그 후, 복소 지연 프로파일 또는 전력 지연 프로파일일 수 있는 결과적인 지연 프로파일은 피드 검출을 겪게 되고, 검출된 피크 위치는 다중-경로 성분에 대한 지연 추정치로서 RAKE 디스프레더/결합기 블록(106)에 보고된다. 상기 지연 추정치는 또한 채널 추정기 블록(104)에 의해 사용되어, 파일럿 시퀀스를 디스프레딩하고 잡음 및 간섭의 영향을 감소시키기 위해 결과를 시간에 걸쳐 필터링함으로써 대응하는 복수 채널 계수를 추정한다. 채널 파라미터는 RAKE 디스프레더/결합기 블록(106)의 디스프레더 부분의 일시적인 정렬을 결정하는 지연 추정기 블록(102), 및 RAKE 디스프레서/결합기 블록(106)의 결합기 부분에 의해 사용된 복소 계수를 추정하는 채널 추정기 블록(104) 사이에서 공동으로 추정된다. 잡음-플러스-간섭 전력 추정이 또한 행해진다. 지연 추정에 대한 간단한 방법은 채널의 가능한 지연의 전체 범위(즉, 최대의 가정된 지연 스프레드)에 걸쳐 채널의 임펄스 응답을 평가하는 단계를 포함한다. 그 후, 결과적인 복소 지연 프로파일 또는 전력 지연 프로파일은 피크 검출을 겪게 되고, 검출된 피크 위치가 지연 추정치로서 지연 추정기 블록(102)에 의해 채널 추정기 블록(104) 및 RAKE 디스프레더/결합기 블록(106)에 보고된다. 그러나, 전체-지연 탐색 루틴의 빈번한 실행의 프로세싱 및 전력-소비 비용은 통상적으로 과중하다. 그러므로, 전형적인 구현예는 전체 탐색 에어리어(즉, 최대의 가정된 지연 스프레드)보다 더 짧은 관측 윈도우를 갖는 경로 선택기를 사용한다. 게다가, 임의의 실제적인 지연 추정의 경우에, 경로 탐색은 새로운 경로를 검출하기 위하여 지연 범위를 재-스캔하도록 주기적으로 착수된다. 지연 추정기 블록(102)에 의해 사용된 지연-추정 알고리즘은 경로 위치를 추출하고, 일단 경로 위치가 경로 탐색기에 의해 발견되었다면, 충분한 정확도를 가지고 전력 지연을 탐색한다. 경로-탐색기 윈도우는 새로운 경로가 상기 경로-탐색기 윈도우 내에 포함되도록 위치된다. 새로운 경로가 경로의 각각의 지연에 의하여, 현재-공지된 경로 부근에 나타날 가능성이 충분하다는 것이 공지되어 있기 때문에, 경로-탐색기 윈도우는 통상적으로 현재-공지된 경로를 커버하도록 위치된다. 지연(τi(i∈[l, M]))에 대한 현재 전력 지연 프로파일의 추정치(g(τi))는 통상적으로 최근에-검출되거나 현재-추적되는 경로의 세트를 포함하며, 이 경우에, 지연(τi)은 통상적으로 인접하지 않는다. g(τi)는 또한 경로 탐색이 행해지는 인접한 영역(τi = τ0 + iΔτ)을 나타낼 수 있다. 전력 지연 프로파일을 나타내는 다른 방법이 또한 가능하다. 길이(Nw)의 경로 탐색기 윈도우에 적절한 시작 위치(I)가 결정될 필요가 있다. 다음 경로-탐색기 작동에 적절한 경로-탐색기 윈도우 시작 위치를 결정하는데 통상적으로-사용되는 방법은 현재-공지된 전력-지연-프로파일 추정의 중심(center of gravity)(즉, 평균 초과 지연)을 계산하는 것을 토대로 한다. 중심 위치 추정(C)는 다음: (1)과 같이 계산된다. C가 제공되면, 경로-탐색기 윈도우는 대부분의 채널 전력이 상기 윈도우에 의해 커버되도록 위치된다. 공간 손실로 인하여, 전력 지연 프로파일의 전형적인 형태는 지수 감쇠를 나타내어, 에너지는 관심 있는 영역의 시작부를 향하여 집중된다. 적당한 커버리지의 경우에, 윈도우는 예를 들어, C의 값의 1/3 앞 및 C의 값의 2/3 뒤(즉, I = C - Nw/3)에 위치될 수 있다. 실제 전력 지연 프로파일이 콤팩트하고 수신기 신호-대-잡음비가 높은 경우에, C는 채널에서 실제 에너지 농도의 일관되고 신뢰 가능한 추정치를 제공한다. 그러나, 채널의 에너지가 넓은 지연 스프레드에 걸쳐 분포되고, 전력 지연 프로파일의 신호-대-잡음비가 양호하지 않은 경우, C는 신뢰 가능하지 않다. g(τi)의 잡음에 의해 유도된 성분은 전력 지연 프로파일의 모든 엔트리의 평균 전력-가중되지 않은 지연을 향해 C의 결과를 시프트시키는 바이어스 항을 초래한다. 바이어스 항의 크기는 실제 중심 및 평균 지연이 서로로부터 얼마나 멀리 분리되는지에 따르며, 또한 신호-대-잡음비에 따른다. 많은 실재적인 경우에, 바이어스 항은 경로-탐색기 윈도우를 실제 전력 지연 프로파일의 상당한 부분으로부터 떨어지도록 시프트시킬만큼 충분히 크다. 잡음에 의해 유도된 바이어스 영향을 중화하기 위하여, g(τi)는 잡음-만의 샘플(noise-only sample)의 부분을 제거하고 바이어스를 감소시키는 임계값일 수 있다. 그러나, 효율적인 잡음 제거는 다소 높은 임계값의 사용을 가정하는데, 이것은 전력 지연 프로파일로부터 채널 성분을 제거하므로, 전력 지연 프로파일을 왜곡시킬 수 있다. 잡음 영향은 또한 잡음 감산에 의해 감소될 수 있고, 여기서 전력 지연 프로파일에서의 평균 잡음 전력( )이 추정된다. g(τi) 대신에, g(τi)- 이 중심 계산에서 사용된다. 전형적인 구현예에서, 중심 계산은 Nw의 지연 값의 범위에 걸친 정밀하지 않은 전력-지연 프로파일 추정을 토대로 한다. 그 전력 지연 프로파일의 Np의 최대 피크의 위치가 지연 값(τi)으로서 간주된다. 잡음 플로어(noise floor)( )는 Nn = Nw - Np의 최소 전력-지연 프로파일 값을 평균함으로써 추정된다. 그러나, 이 방법은 를 매우 과소추정한다. 잡음 플로어가 완전히 제거되지 않기 때문에, 상당한 잔여 바이어스 영향이 남게 된다. 중심 계산 및 결과적인 경로-탐색기 윈도우 배치의 로버스트니스 및 정확도를 개선시키기 위하여, 중심 계산으로부터 잡음 플로어를 더 적절하게 제거하는 방법이 필요로 된다.